章鱼的仿生学原理

发表时间：2024-07-19 16:10:40 来源：网友投稿

章鱼有很多令人欣赏赞叹之处，比如它的表皮为了与背景纹理相匹配，能瞬间弹出微小突起物来形成各种形状。这种技术结合其他伪装技巧，如变色，几乎可以让章鱼融入到任何环境之中。

这些突起被称为真皮乳头，现在成了一种新的弹性材料背后仿生学灵感。这种材料也能变换各种形状，可以充当软体机器人的覆盖皮肤。

纽约康乃尔大学和马萨诸塞州的海洋生物实验室的研究人员决定研制一种类似运动肌肉群的材质，来控制章鱼触手表面的乳突。该材料由模拟章鱼触手上的竖条状肌肉的纤维网组成，通过收缩将突起挤压成形。他们将纤维网嵌入橡胶皮肤中的同心环内，来模拟章鱼的结缔组织。

使用压缩气瓶给橡胶皮肤充气，就像吹气球一样。纤维网将橡胶的一部分保持在固定的位置，其他部位会膨胀。研究团队发现，恰当的压力和特定间隔距离的同心环，它们就可以形成类似于岩石和芦荟的形状。原文连接中有演示视频

康奈尔大学合作作者兼助理教授RobertShepherd表示，这种材料可以变形成千上万次，也不会发生塑性形变。他和他的合作者最近在《Science》上描述了他们由美国陆军和空军资助的这一项研究。

Shepherd认为他们的变形皮肤可以应用于制造家具，或创造身临其境的虚拟现实体验，参与者可以通过接触感受到他们的周围环境的变化。

他的团队创造的模型受到橡胶本身的弹性强度限制，而且一旦将纤维环嵌入橡胶中，就不能改变纤维环的位置。因此每个模型只能变化一种形状，而不是像章鱼的乳突状物可以随意变化。但是Shephard已经有后续进一步完善的计划，那时候材料还将能够改变颜色。

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